電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)分析

摘 要：眾所周知，電力能源是當(dāng)下社會(huì)發(fā)展不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)，只有保證電廠安全、高效的運(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)供電，而電氣設(shè)計(jì)作為供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更值得關(guān)注和強(qiáng)化。本文以電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的重要性為切入點(diǎn)，就其設(shè)計(jì)要點(diǎn)作了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電廠；供配電系統(tǒng)；電氣設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.152

隨著人們對(duì)電廠供電需求的增長(zhǎng)和穩(wěn)定性要求的提高，如何優(yōu)化電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)變得越來(lái)越重要，期間不僅需要考慮電廠的生產(chǎn)條件和發(fā)展規(guī)劃，還要兼顧其經(jīng)濟(jì)性和可靠性，因此對(duì)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)分析有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的重要性

對(duì)于電力供配電系統(tǒng)而言，必須加強(qiáng)無(wú)功功率控制來(lái)提高功率因數(shù)，以此提高設(shè)備利用效率，進(jìn)而減少浪費(fèi)現(xiàn)象，提高電廠運(yùn)行效益，而這需要以科學(xué)合理的電氣設(shè)計(jì)為前提，同時(shí)為向社會(huì)輸送穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的電源，還應(yīng)確保電氣設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)可靠，換句話說(shuō)，供配電電氣系統(tǒng)就相當(dāng)于電廠的動(dòng)力來(lái)源，若其設(shè)計(jì)不合理有缺陷，勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重影響供配電系統(tǒng)的運(yùn)作狀態(tài)，除了導(dǎo)致電廠系統(tǒng)因外在自我保護(hù)而出現(xiàn)癱瘓外，還可能引發(fā)火災(zāi)等安全事故，可見(jiàn)加強(qiáng)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的合理性與可靠性是重要且必要的。

2 電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

（1）遵守基本的設(shè)計(jì)原則。電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)如果脫離基本的設(shè)計(jì)原則，即使再先進(jìn)、可靠也是不合理的、不適用的，因此工作人員應(yīng)在設(shè)計(jì)之初結(jié)合電廠實(shí)際情況，對(duì)供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)采取失效模式分析，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的潛在隱患和問(wèn)題予以預(yù)防，并仔細(xì)考慮影響因素的控制對(duì)策，以此減少不必要的設(shè)計(jì)缺陷，提高電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量。

一般情況下，電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則：以人為本的安性原則；任何項(xiàng)目設(shè)計(jì)無(wú)論大小重要與否都是以安全為基礎(chǔ)前提的，若安全都難以保障那么效益便無(wú)從談起。因此電廠外在的工作電壓的設(shè)計(jì)值應(yīng)低于人體安全電壓且保持穩(wěn)定，如此一來(lái)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)方便工作人員安全進(jìn)入進(jìn)行檢修和維護(hù)；對(duì)于電氣設(shè)計(jì)中的控制系統(tǒng)，既要能有效控制整體和部分系統(tǒng)，還應(yīng)具備優(yōu)良可靠的切斷功能，保證電路運(yùn)行安全等。經(jīng)濟(jì)可靠性；目前電廠相繼采用了智能化電氣設(shè)備裝置，雖然性能和效率均明顯提升，但也增加了成本支出，所以在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)在不影響設(shè)備功能和需求的基礎(chǔ)上，對(duì)電氣設(shè)備的選擇進(jìn)行綜合權(quán)衡和優(yōu)化部署，盡量選擇性價(jià)比高的電氣設(shè)備，以期用最小的投資發(fā)揮最大的效益[1]。環(huán)保節(jié)能，電氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)既需要能源的支持也會(huì)產(chǎn)生一定的污染，故為響應(yīng)國(guó)家低碳節(jié)能的環(huán)保理念，需要選用低功耗、少污染的電氣設(shè)備裝置，通過(guò)節(jié)省電能減少污染，提高電廠供配電電氣系統(tǒng)的綜合效益。

（2）注重電力負(fù)荷的計(jì)算。電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)和計(jì)算是電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通常按照可靠性能和電力中斷的影響程度可將其劃分為三個(gè)等級(jí)負(fù)荷，其中一級(jí)負(fù)荷指的是電力系統(tǒng)中斷對(duì)社會(huì)用電造成的區(qū)域性影響，所以對(duì)一級(jí)負(fù)荷的連續(xù)性要求是最高的，需要重視并選用組合式供電模式，如可主電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)置發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置等輔助設(shè)備，當(dāng)一電源失效時(shí)可通過(guò)另一電源及時(shí)補(bǔ)充電力，這樣的話不僅能保證供配電系統(tǒng)正常運(yùn)行，還能為故障檢修爭(zhēng)取時(shí)間，同時(shí)最大限度的降低對(duì)社會(huì)供電的不良影響[2]。相比之下，二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷的影響依次遞減，其中三級(jí)負(fù)荷斷電時(shí)可自行恢復(fù)正常，不用人員進(jìn)行維修也不會(huì)影響社會(huì)正常用電。

（3）使用節(jié)能的設(shè)備和技術(shù)。電廠為社會(huì)輸送了大量、穩(wěn)定的電源，極大的滿足了社會(huì)需求、促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展， 這一點(diǎn)不可否認(rèn)，但電廠供配電電氣系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中存在嚴(yán)重的資源消耗和浪費(fèi)問(wèn)題，所以應(yīng)適應(yīng)低碳環(huán)保的新形勢(shì)，在電氣設(shè)計(jì)中引入節(jié)能、高效的電氣設(shè)備或者節(jié)能技術(shù)。

如根據(jù)自身?xiàng)l件，對(duì)變壓器、電動(dòng)機(jī)等容量、功率、性能、數(shù)量等進(jìn)行合理選取、部署和接法優(yōu)化，通過(guò)合理降低其運(yùn)行電壓提高設(shè)備的功率因數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。對(duì)于變壓器節(jié)能還可以增設(shè)自動(dòng)調(diào)壓器裝置來(lái)保證變壓器電壓輸出恒定，或者采用無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)降低電網(wǎng)負(fù)載電流，減少變壓器的有功損耗和無(wú)功損耗。面對(duì)復(fù)雜多樣的電氣設(shè)備，彼此之間不當(dāng)?shù)倪B接方式也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的有力切入點(diǎn)，針對(duì)大型、輕型、小型電氣設(shè)備可分別采用△連接方式、γ連接方式和γ-△連接方式，同時(shí)配以智能控制和轉(zhuǎn)化技術(shù)，降低電氣設(shè)備能源消耗[3]。值得一提的是，在電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中采用一、兩種節(jié)能措施通常效果不佳，需要電廠從現(xiàn)實(shí)出發(fā)制定完善的電氣設(shè)計(jì)節(jié)能方案。

（4）加強(qiáng)電氣自動(dòng)化控制和管理。電廠供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，需要以大量準(zhǔn)確的命令操作為基礎(chǔ)，所以為減少人工錯(cuò)誤切換，需要在電氣系統(tǒng)中重視和優(yōu)化自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)首先需要選擇合適的自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)，若條件允許，建議優(yōu)先考慮響應(yīng)快速、維護(hù)方便、技術(shù)成熟的集中式自動(dòng)化監(jiān)控，結(jié)合涵蓋配電、變電、供電等環(huán)節(jié)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)所收集的監(jiān)控信息加以整合和分析，通過(guò)智能化的自動(dòng)檢測(cè)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備異常，為后續(xù)檢修提供數(shù)據(jù)參考。同時(shí)選用結(jié)合了計(jì)算機(jī)與繼電器控制的仿真技術(shù)，通過(guò)智能的柔性轉(zhuǎn)化與控制降低電氣設(shè)備能耗，協(xié)調(diào)供配電系統(tǒng)有序運(yùn)行。其實(shí)PLC控制技術(shù)也有一定的優(yōu)勢(shì)，它克服了繼電器控制觸點(diǎn)接線復(fù)雜、高功耗以及靈活性差的弊端，只需簡(jiǎn)單的操作便可減少電氣系統(tǒng)故障概率，并增強(qiáng)其可靠性和抗干擾性，而且具有的自我診斷功能有利于故障的及時(shí)排除等。故電廠供配電系統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)有較大的選擇性，且各有各的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，需要工作人員根據(jù)電氣功能和實(shí)際需要選擇最合適、最有效、最可靠的自動(dòng)化控制方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

由上可知，重視并優(yōu)化電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)意義重大，是適應(yīng)與日俱增的電力需求的必然選擇，也是促進(jìn)自身長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的有效途徑，這就要求電廠立足現(xiàn)實(shí)情況，綜合考慮相關(guān)因素，積極引進(jìn)先進(jìn)理念和技術(shù)工藝，切實(shí)提高電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量，改善電廠運(yùn)行效率和效益。

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[3]姚雯，張慧新.IGCC電廠電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化思路[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2016（03）：52-55.

作者簡(jiǎn)介：馮波（1985-），男，陜西西安人，本科，機(jī)電工程師，從事生產(chǎn)機(jī)電技術(shù)管理工作。